魚(yú)類(lèi)在進(jìn)化過(guò)程中，為什么魚(yú)類(lèi)會(huì)進(jìn)化成不同的食性?李新輝研究員從生物的能量獲得角度研究食性分化獲得進(jìn)展，Insight into the combinatorial transcriptional regulation on α-amylase gene inanimal groups with different dietary nutrient content在線(xiàn)發(fā)表在Genomics。珠江水產(chǎn)研究所李新輝研究員為論文的第一作者，并同時(shí)與State University of New York的胡自華博士為共同通訊作者。

生物在進(jìn)化過(guò)程中，通常認(rèn)為高級(jí)生物種類(lèi)從初級(jí)生物種類(lèi)進(jìn)化而來(lái)。大部分單細(xì)胞藻類(lèi)的能量來(lái)自光合作用，其能量的貯存以多糖或淀粉形式存在。因此，圍繞能量ATP以積存糖、淀粉和分解糖、淀粉的活動(dòng)，是生命過(guò)程的基本需要。在這樣的背景下，糖代謝相關(guān)的酶是生命活動(dòng)的基本要素，其基因是生物體的看家基因。但是，類(lèi)似鱖終生伴隨攝食其它魚(yú)類(lèi)而生，顯然，該種魚(yú)以分解淀粉和糖類(lèi)獲得能量ATP的功能喪失。編碼糖代謝相關(guān)的酶的基因表達(dá)被關(guān)閉，是否是生物食性分化的關(guān)鍵?

動(dòng)物類(lèi)群根據(jù)食物來(lái)源可以分為動(dòng)物食性、植物食性和雜食性三大類(lèi)。胰α淀粉酶（pancreatic α-amylase）是由胰腺分泌的一種水解酶，主要作用于淀粉與糖原等，對(duì)動(dòng)物的正常代謝起著至關(guān)重要的作用。由于不同動(dòng)物對(duì)不同食物存在偏好，導(dǎo)致胰α淀粉酶在不同食性動(dòng)物類(lèi)群中的表達(dá)水平也存在差異。基因控制著酶的表達(dá)水平與活性，并且基因的表達(dá)往往由多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子（transcription factors;TF）調(diào)控。為了研究生物食性分化機(jī)理，李新輝研究團(tuán)隊(duì)與State University of New York的胡自華博士展開(kāi)合作研究。通過(guò)分析不同生物胰α淀粉酶（pancreatic α-amylase）基因序列，采用生物信息學(xué)分析，預(yù)測(cè)了三種不同食性動(dòng)物類(lèi)群互作的轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控胰α淀粉酶基因的可能機(jī)制。

基因表達(dá)一般是由多種轉(zhuǎn)錄因子（TFs）調(diào)控的，為了深入了解胰腺α-淀粉酶基因的多種TF調(diào)控，我們對(duì)3種食性動(dòng)物組胰腺α-淀粉酶基因的TFS相互作用進(jìn)行分析，在食草動(dòng)物、雜食動(dòng)物和食肉動(dòng)物中分別確定了77、25和118個(gè)相互作用的TFs。通過(guò)對(duì)TF調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算建模，我們發(fā)現(xiàn)已知的胰腺特異性TFs（如gr、nfat、an-fat、n-fat、n-fat、n-fat、n-fat、n-fat、n-fat、n-fat、n-fat、nd-pr）可能在非胰腺特異性tfs到tf-tf相互作用網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用，為控制不同飲食動(dòng)物組的胰腺α-淀粉酶基因表達(dá)提供了特異性和靈活性。本研究的結(jié)果表明，組合轉(zhuǎn)錄調(diào)控可能是一個(gè)重要的組成部分。研究結(jié)果表明聯(lián)合轉(zhuǎn)錄調(diào)控是控制胰α淀粉酶基因表達(dá)的重要方式。

從植食性、雜食性和肉食性生物α淀粉酶基因轉(zhuǎn)錄子分析的結(jié)果提示，動(dòng)物群落在系統(tǒng)分化占據(jù)生態(tài)位中，顯示了以類(lèi)似α淀粉酶類(lèi)的能量軸相關(guān)基因的分化。雖然α淀粉酶基因在植食性、雜食性和肉食性動(dòng)物中均存在，但其表達(dá)受獲取能量來(lái)源途徑而調(diào)控，反映在三類(lèi)食性動(dòng)物的調(diào)控子（簇）差異。或許，通過(guò)α淀粉酶、脂肪等能量代謝相關(guān)酶基因的表達(dá)調(diào)控分析，為生物系統(tǒng)分化研究提供能量軸研究方面的新視角。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2019.04.004